CN114900675A - 激光投影设备及投影图像的校正方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光投影设备及投影图像的校正方法，属于电子技术领域。激光投影设备可以根据确定的投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。由此确保将第二投影图像投射至投影屏幕内，从而确保第二投影图像的显示效果较好。

Description

激光投影设备及投影图像的校正方法

技术领域

本公开涉及电子技术领域，特别涉及一种激光投影设备及投影图像的校正方法。

背景技术

超短焦激光投影设备可以将投影图像投影显示至投影屏幕上。对于超短焦激光投影设备而言，由于投影成像的原理使得光线斜向上出射，因此超短焦激光投影设备中的光学引擎出射的激光光束与投影屏幕之间的位置必须严格对位，超短焦激光投影设备轻微的移位也会导致画面的形变或畸变。若用户不小心移动了超短焦激光投影设备，则超短焦激光投影设备投影显示的投影图像可能会覆盖投影屏幕的顶点，导致显示的投影图像的显示效果较差。

发明内容

本公开实施例提供了一种激光投影设备及投影图像的校正方法，可以解决相关技术中投影屏幕中显示的投影图像的显示效果较差的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种投影图像的校正方法，所述方法包括：

响应于校正指令，将第一投影图像投射至投影屏幕，其中，所述第一投影图像覆盖所述投影屏幕的四个顶点；

获取对所述第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像；

根据所述拍摄图像的第一图像坐标系与所述第一投影图像的第二图像坐标系之间的转换关系，以及所述投影屏幕的四个顶点在所述第一图像坐标系中的第一位置，确定所述投影屏幕的四个顶点在所述第二图像坐标系中的第二位置；

根据所述投影屏幕的四个顶点在所述第二图像坐标系中的第二位置和所述第一投影图像的四个顶点在所述第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。

另一方面，提供了一种激光投影设备，所述激光投影设备，用于：

响应于校正指令，将第一投影图像投射至投影屏幕，其中，所述第一投影图像覆盖所述投影屏幕的四个顶点；

获取对所述第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像；

根据所述拍摄图像的第一图像坐标系与所述第一投影图像的第二图像坐标系之间的转换关系，以及所述投影屏幕的四个顶点在所述第一图像坐标系中的第一位置，确定所述投影屏幕的四个顶点在所述第二图像坐标系中的第二位置；

根据所述投影屏幕的四个顶点在所述第二图像坐标系中的第二位置和所述第一投影图像的四个顶点在所述第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。

又一方面，提供了一种激光投影设备，包括：存储器，处理器及存储在该所述存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方面所述的投影图像的校正方法。

再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如上述方面所述的投影图像的校正方法。

本公开实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行如上述方面所述的投影图像的校正方法。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本公开实施例提供了一种激光投影设备及投影图像的校正方法，该校正方法中激光投影设备可以根据确定的投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。由此确保将第二投影图像投射至投影屏幕内，从而确保第二投影图像的显示效果较好。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种投影图像的校正方法的流程图；

图2是本公开实施例提供的另一种投影图像的校正方法的流程图；

图3是本公开实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的一种第一投影图像的示意图；

图5是本公开实施例提供的另一种第一投影图像的示意图；

图6是本公开实施例提供的一种拍摄图像的示意图；

图7是本公开实施例提供的一种特征点的示意图；

图8是本公开实施例提供的一种确定投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系的第二位置的示意图；

图9是本公开实施例提供的一种第二投影图像的示意图；

图10是本公开实施例提供的另一种激光投影设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种投影图像的校正方法的流程图，该方法可以应用于激光投影设备中，可选的，该激光投影设备可以为超短焦激光投影设备或者长焦激光投影设备。如图1所示，该方法包括：

步骤101、响应于校正指令，将第一投影图像投射至投影屏幕。

在本公开实施例中，激光投影设备可以响应于校正指令，将第一投影图像投射至投影屏幕。其中，该第一投影图像可以为激光投影设备中预先存储的图像，该第一投影图像覆盖投影屏幕的四个顶点。该第一投影图像和该投影屏幕可以均为多边形，例如可以均为矩形。

步骤102、获取对第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。

激光投影设备在将第一投影图像投射至投影屏幕之后，可以获取对该第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。

可选的，激光投影设备可以通过拍摄设备获取对该第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。

其中，该拍摄设备可以固定设置在该激光投影设备上，并可以通过通用串行总线(universal serial bus，USB)的方式与该激光投影设备连接。可选的，该拍摄设备可以为摄像机。该激光投影设备在将第一投影图像投射至投影屏幕后，可以向该拍摄设备发送拍摄指令。该拍摄设备可以响应于该拍摄指令，对该第一投影图像进行拍摄得到拍摄图像，并将该拍摄图像发送至激光投影设备。

或者，该拍摄设备可以独立于该激光投影设备，该拍摄设备可以为设置有摄像头的移动终端。用户可以控制该拍摄设备对该投影屏幕进行拍摄得到拍摄图像，并控制该拍摄设备将该拍摄图像发送至激光投影设备。即本公开实施例提供的拍摄设备只要能拍摄到投影屏幕和第一投影图像即可。本公开实施例对拍摄设备的设置位置不做限定。

步骤103、根据拍摄图像的第一图像坐标系与第一投影图像的第二图像坐标系之间的转换关系，以及投影屏幕的四个顶点在第一图像坐标系中的第一位置，确定投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置。

激光投影设备在获取到拍摄图像之后，可以根据拍摄图像的第一图像坐标系与第一投影图像的第二图像坐标系之间的转换关系，以及四个顶点在第一图像坐标系中的第一位置，确定四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置。

步骤104、根据投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。

激光投影设备在确定投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置后，可以根据该投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。

综上所述，本公开实施例提供了一种投影图像校正方法，该校正方法中激光投影设备可以根据确定的投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。由此实现第二投影图像入幕，确保将第二投影图像投射至投影屏幕内，且第二投影图像的边缘与投影屏幕的投影区域的边缘对齐，从而确保第二投影图像的显示效果较好。

图2是本公开实施例提供的另一种投影图像的校正方法的流程图，该方法可以应用于激光投影设备中，可选的，该激光投影设备可以为超短焦激光投影设备或者长焦激光投影设备。如图2所示，该方法可以包括：

步骤201、响应于校正指令，将第一投影图像投射至投影屏幕。

参考图3，激光投影设备10可以响应于校正指令，将第一投影图像投射至投影屏幕001。其中，该第一投影图像可以为激光投影设备中预先存储的图像，该第一投影图像覆盖投影屏幕的四个顶点，且该第一投影图像可以包括多个特征点。

可选的，该第一投影图像和该投影屏幕可以均为多边形，例如可以均为矩形。该第一投影图像的分辨率和投影屏幕的分辨率均可以为M×N，其中，该M为该第一投影图像中每列像素的个数(即M为像素行数)。该N为第一投影图像中每行像素的个数(即N为像素列数)，该M和N均为大于1的正整数。示例的，该M可以为2160，该N可以为3840。需要说明的是，该投影屏幕可以包括用于显示投影图像(该投影图像可以包括第一投影图像)的投影区域和围绕该投影区域的边框，该投影屏幕的分辨率指的是该投影区域的分辨率。

在本公开实施例中，该第一投影图像为用于确定校正数据的图像，即该第一投影图像也可以称为校正图像。该第一投影图像可以包括m×n个特征点，该m为第一投影图像中特征点的行数，n为第一投影图像中特征点的列数。其中，该m和n均为正整数，且该m小于或等于M，该n小于或等于N。该特征点可以为四边形或者十字形等。

示例的，参考图4，该m可以为2，该n可以为2，该第一投影图像20可以包括第一特征点21至第四特征点24共2×2个特征点，且该2×2个特征点均为十字形。

在本公开实施例中，投影屏幕001和第一投影图像20均可以为矩形，该投影屏幕001和第一投影图像20均可以包括左上顶点、右上顶点、左下顶点和右下顶点共四个顶点。可以理解的是，若用户不小心移动了激光投影设备，则激光投影设备投射至投影屏幕的第一投影图像会覆盖投影屏幕的四个顶点。例如，参考图5，该第一投影图像20覆盖投影屏幕001的四个顶点。

在本公开实施例中，该校正指令可以是针对校正按钮(或开机按钮)的点击操作生成的。激光投影设备和用于控制激光投影设备的遥控器上均可以设置有该校正按钮(或开机按钮)。或者，该激光投影设备可以周期性生成校正指令，并可以响应于该校正指令，将第一投影图像投射至投影屏幕。也即是，该激光投影设备可以周期性执行校正流程。

若校正指令是针对开机按钮的点击操作生成的，则该校正指令可以是针对该激光投影设备的开机指令，进而激光投影设备可以在开机的过程中进行图像校正，由此不影响用户的正常观看。

步骤202、获取对第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。

激光投影设备在将第一投影图像投射至投影屏幕之后，可以获取该第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。

可选的，激光投影设备可以通过拍摄设备获取对该第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。

其中，该拍摄设备可以固定设置在该激光投影设备上，并可以通过通用串行总线的方式与该激光投影设备连接。可选的，该拍摄设备可以为摄像机。该激光投影设备在将第一投影图像投射至投影屏幕后，可以向该拍摄设备发送拍摄指令，进而该拍摄设备可以响应于该拍摄指令，对该第一投影图像进行拍摄得到拍摄图像，并将该拍摄图像发送至激光投影设备。

或者，该拍摄设备可以独立于该激光投影设备，用户可以控制该拍摄设备对该投影屏幕进行拍摄得到拍摄图像，并控制该拍摄设备将该拍摄图像发送至激光投影设备。可选的，该拍摄设备可以为设置有摄像头的移动终端。即本公开实施例提供的拍摄设备只要能拍摄到第一投影图像和投影屏幕即可。本公开实施例对拍摄设备的设置位置不做限定。

在本公开实施例中，参考图6，该拍摄图像30的尺寸大于该第一投影图像20的尺寸。该拍摄图像30可以为多边形，例如可以为矩形，且该拍摄图像30可以包括左上顶点、左下顶点、右上顶点和右下顶点。

步骤203、根据多个特征点在第二图像坐标系中的第三位置和多个特征点在第一图像坐标系中的第四位置，确定转换关系。

激光投影设备在获取到拍摄图像后，可以确定第一投影图像中的多个特征点在拍摄图像的第一图像坐标系中的第四位置，并可以根据该多个特征点在第一投影图像中的第二图像坐标系中的第三位置和多个特征点在第一图像坐标系中的第四位置，确定转换关系。其中，该拍摄图像中的多个特征点可以位于投影屏幕内，也可以为位于投影屏幕之外。

参考图6，该第一图像坐标系X1Y1的原点可以为拍摄图像30中的参考点，例如，该拍摄图像30中的参考点O1可以为拍摄图像30中的左上顶点。该第一图像坐标系X1Y1的横轴X1平行于拍摄图像30的像素行方向，第一图像坐标系X1Y1的纵轴Y1平行于拍摄图像30的像素列方向。该第二图像坐标系X2Y2的原点可以为第一投影图像20中的参考点，例如，参考图4，该第一投影图像20中的参考点O2可以为第一投影图像20中的左上顶点。该第二图像坐标系X2Y2的横轴X2平行于第一投影图像20的像素行方向，第二图像坐标系X2Y2的纵轴Y2平行于第一投影图像20的像素列方向。

可选的，激光投影设备可以根据多个特征点在第二图像坐标系X2Y2中的第三位置和该多个特征点在第一图像坐标系X1Y1中的第四位置，确定该第二图像坐标系X2Y2到第一图像坐标系X1Y1的透视变换矩阵，并可以基于该透视变换矩阵的逆矩阵确定该转换关系。

参考图4，该多个特征点中第三位置为(x，y)的特征点在第一图像坐标系X1Y1中的第四位置(u，v)满足：

其中，该Q为透视变换矩阵，该透视变换矩阵Q可以满足：

该透视变换矩阵Q包括m0至m7个透视变换系数，该w为线性参数。该转换关系A可以为w×Q^-1，该Q^-1为该透视变换矩阵的逆矩阵。该逆矩阵Q^-1可以为3×3的矩阵，该转换关系A可以满足：

在本公开实施例中，该多个特征点可以包括四个特征点，通过该四个特征点的第四位置、第三位置和该第三位置所满足的公式即可确定出8个方程，通过求解该8个方程可以确定出透视变换矩阵所包括的m0至m7个透视变换系数。

在本公开实施例中，激光投影设备中可以预先存储有多个特征点在第二图像坐标系X2Y2中的第三位置。示例的，若第一投影图像的分辨率为2160×3840，且该多个特征点包括第一特征点21至第四个特征点24共四个特征点，则第一特征点21在第二图像坐标系X2Y2中的第三位置可以为(300，300)，第二特征点22在第二图像坐标系X2Y2中的第三位置可以为(3539，300)，第三特征点23在第二图像坐标系X2Y2中的第三位置可以为(300，1859)，第四特征点24在第二图像坐标系X2Y2中的第三位置可以为(3539，1859)。

在本公开实施例中，激光投影设备在获取到拍摄图像后，可以对该拍摄图像进行灰度处理，得到灰度图像。之后，激光投影设备可以根据该灰度图像中每个像素的灰度值，确定该拍摄图像中每个特征点在第一图像坐标系中的第四位置。

其中，该灰度图像中每个像素的灰度值范围可以为[0，255]。其中，像素的灰度值为0的像素在该灰度图像中呈现出来是黑色，像素的灰度值为255的像素在该灰度图像中呈现出来是白色。

在本公开实施例中，每个特征点可以由一个目标像素组所包括的多个目标像素组成。由于相邻两个特征点之间的间距位于第一像素范围内，因此相邻两个目标像素组之间的间距位于该第一像素范围内，且每个目标像素组包括的多个目标像素中任意相邻两个目标像素的间距位于第二像素范围内。其中，该第一像素范围和第二像素范围均为激光投影设备中预先存储的固定范围。

激光投影设备可以识别灰度图像中灰度值小于第一灰度值阈值的多个像素，并可以从该多个像素中确定出多个目标像素组，进而可以得到该每个目标像素组包括的多个目标像素的第四位置。之后，参考图7，激光投影设备可以将该每个目标像素组形成的特征点的顶点像素(例如图7所示的顶点像素L)在拍摄图像的第一图像坐标系中的位置，确定为与该目标像素组对应的特征点的在第一图像坐标系的第四位置。或者，激光投影设备可以将该目标像素组形成的特征点的中心点像素在拍摄图像的第一图像坐标系的位置，确定与该目标像素组对应的特征点在第一图像坐标系的第四位置。若每个特征点的形状为多边形，则激光投影设备可以确定该目标像素组围成的特征点的四个顶点像素在拍摄图像的第一图像坐标系的位置，并可以将该四个顶点像素的位置的平均值确定为与该目标像素组对应的特征点在第一图像坐标系的第四位置。其中，该第一灰度值阈值为激光投影设备中预先存储的固定范围。

在本公开实施例中，激光投影设备还可以采用角点检测算法识别拍摄图像中特征点。该角点检测算法可以为Harris角点检测算法、KLT角点检测算法及SUSAN角点检测算法等算法。

步骤204、根据拍摄图像的第一图像坐标系与第一投影图像的第二图像坐标系之间的转换关系，以及投影屏幕的四个顶点在第一图像坐标系中的第一位置，确定投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置。

激光投影设备在确定第一图像坐标系与第二图像坐标系的转换关系后，还可以确定投影屏幕的四个顶点在拍摄图像的第一图像坐标系的第一位置，进而可以根据转换关系和投影屏幕的四个顶点在第一图像坐标系中的第一位置，确定投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置。

其中，该投影屏幕的四个顶点中第一位置为(h，k)的顶点在第二图像坐标系中的第二位置(X，Y)满足：

该投影屏幕可以包括四个顶点，基于该四个顶点的第一位置、第二位置以及该第二位置所满足的公式可以确定出该四个顶点中第一位置为(h，k)的顶点在第二图像坐标系中的第二位置(X，Y)可以满足：X＝t₁₁×w×h+t₁₂×w×k+t₁₃×w；Y＝t₂₁×w×h+t₂₂×w×k+t₂₃×w。

其中，该线性参数w可以满足：

该t_ij可以为逆矩阵Q^-1中第i行第j列的元素，该i和j均为小于或等于3的正整数。

在本公开实施例中，该投影屏幕的边框可以包括内边框和外边框，该四个顶点可以为该内边框的顶点，也可以为该外边框的顶点，本公开实施例对此不做限定。本公开实施例以投影屏幕的四个顶点为外边框的顶点为例进行说明。若投影屏幕的边框的颜色为黑色，则激光投影设备可以将该灰度图像中灰度值小于第二灰度值阈值的像素确定为边缘像素。之后激光投影设备可以将该边缘像素中距离灰度图像的中心点最远的四个点在第一图像坐标系的位置，确定为该四个顶点在第一图像坐标系的第一位置。其中，该第二灰度值阈值可以为激光投影设备中预先存储的固定数值。

由于投影屏幕的内边框和外边框的颜色相近，因此投影屏幕的内边框和外边框之间的像素的灰度值处于一个固定的范围内，采用该方法可以确定出边缘像素。

在本公开实施例中，激光投影设备还可以采用角点检测算法识别拍摄图像中投影屏幕的四个顶点。

步骤205、根据投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。

在本公开实施例中，激光投影设备在确定投影屏幕的四个顶点在第一投影图像的第二图像坐标系中的第二位置后，可以根据该投影屏幕的四个顶点在该第二图像坐标系中的第二位置和该第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。

该第二投影图像为用于显示视频内容的图像，且该第二投影图像和第一投影图像的分辨率相同。该第二投影图像可以包括阵列排布的多个像素区域。激光投影设备可以根据投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置确定出第二投影图像的校正数据，并基于该第二投影图像的校正数据对第二投影图像的显示效果进行校正。其中，该第二投影图像的显示效果可以包括第二投影图像的投影位置和/或第二投影图像的投影形状。

可选的，该第二投影图像的校正数据可以包括与多个像素区域对应的偏移参数，例如，若第二投影图像可以包括32×62共1984个像素区域，则该校正数据可以包括1984个偏移参数。该第二投影图像可以被划分为m×n个网格，其中每个网格包括多个像素，即每个网格为一个像素区域。该每个像素区域可以包括

个像素。

对于四个顶点中的每个顶点，激光投影设备可以根据投影屏幕的该顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的该顶点在第二图像坐标系中的参考位置，确定该顶点的第一偏移参数。并可以基于该顶点的第一偏移参数确定第二投影图像中每个像素区域的第二偏移参数，由此对于每个像素区域，可以得到四个第二偏移参数。之后，对于每个像素区域，激光投影设备可以基于该四个第二偏移参数可以确定出该像素区域的第三偏移参数，由此得到校正数据。进而激光投影设备可以基于该每个像素区域的第三偏移参数对第二投影图像中该像素区域的投影位置进行校正，由此实现对该第二投影图像的显示效果的校正。

在本公开实施例中，激光投影设备中可以包括光阀，该光阀可以为数字微镜器件(digital micromirror device，DMD)，该DMD中集成有多个镜片，每个镜片对应投影图像(该投影图像包括第一投影图像和第二投影图像)中的一个像素。该DMD中各个镜片的偏转角度不同，从而可以将不同的像素的光线投影至不同位置。在调整第二投影图像的显示效果时，激光投影设备可以根据每个像素区域的第三偏移参数调整该像素区域与镜片的对应关系(即调整用于反射该像素区域中像素的光线的镜片)来调整该像素区域有效投影区域，进而实现调整第二投影图像的显示效果。该像素区域的有效投影区域为该激光投影设备投影显示的第二投影图像中该像素区域的显示区域。

例如，参考图8，若第二投影图像的一个像素区域的第三偏移参数包括第一偏移方向s1和像素偏移量t，则激光投影设备在基于该第二偏移参数将该一个像素区域中的像素沿第一偏移方向s1平移t列像素时，对于该像素区域中的第一列像素，可以将其对应的镜片调整为第t+1列像素对应的镜片；对于第二列像素，可以将其对应的镜片调整为第t+2列像素对应的镜片。以此类推，对于第R列像素，可以将其对应的镜片调整为第t+R列像素对应的镜片。其中，t为小于R的正整数。

以下对激光投影设备可以根据投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，确定四个顶点的第一偏移参数的过程进行说明：

对于四个顶点中的每个顶点，激光投影设备确定出的该顶点的第一偏移参数可以包括位置偏移量和偏移方向。参考图8，该位置偏移量的偏移方向可以包括平行于像素行方向的第一偏移方向s1和第二偏移方向s2，以及平行于像素列方向的第三偏移方向s3和第四偏移方向s4。该第一偏移方向s1和第三偏移方向s3均为远离第二图像坐标系X2Y2的原点的方向，第二偏移方向s2和第四偏移方向s4均为靠近第二图像坐标系X2Y2的原点的方向。该第一偏移方向s1和第二偏移方向s2相反，该第三偏移方向s3和第四偏移方向s4相反。

对于该四个顶点中的第一目标顶点，该第一目标顶点在第一偏移方向s1上的位置偏移量可以为投影屏幕的第一目标顶点在第二图像坐标系X2Y2中的第二位置的横坐标X，与第一投影图像的第一目标顶点在第二图像坐标系X2Y2的参考位置的横坐标u₁的差值的绝对值。其中，该第一目标顶点可以为左上顶点或者左下顶点。

对于该四个顶点中的第二目标顶点，该第二目标顶点在第三偏移方向s3上的位置偏移量可以为投影屏幕的第二目标顶点在第二图像坐标系X2Y2中的第二位置的纵坐标Y，与第一投影图像的第二目标顶点在第二图像坐标系X2Y2的参考位置的纵坐标v₁的差值的绝对值。其中，该第二目标顶点可以为左上顶点或者右上顶点。

对于该四个顶点中的第三目标顶点，第三目标顶点在第二偏移方向s2上的位置偏移量可以为投影屏幕的第三目标顶点在第二图像坐标系X2Y2中的第二位置的横坐标X，与第一投影图像的第三目标顶点在第二图像坐标系X2Y2中的参考位置的横坐标u₂的差值的绝对值。其中，该第三目标顶点可以为右上顶点或者右下顶点。

对于该四个顶点中的第四目标顶点，该第四目标顶点在第四偏移方向s4上的位置偏移量可以为投影屏幕的第四目标顶点在第二图像坐标系X2Y2中的第二位置的纵坐标Y，与第一投影图像的第四目标顶点在第二图像坐标系X2Y2中的参考位置的纵坐标v₃的差值的绝对值。其中，该第四目标顶点可以为左下顶点或者右下顶点。

下文对激光投影设备基于四个顶点中每个顶点的第一偏移参数确定第二投影图像中每个像素区域的第二偏移参数的过程进行说明：

第一投影图像中的一个顶点与该第二投影图像中的一个像素区域对应。第二投影图像中与该一个顶点对应的目标像素区域，在第二投影图像中相对于该目标像素区域的初始位置的像素偏移量等于该位置偏移量。也即是，该目标像素区域的第二偏移参数包括的像素偏移量等于该位置偏移量。该像素区域在第二投影图像中的初始位置为该像素区域在第二图像坐标系X2Y2中的初始位置。

位于该F×G个像素区域中的第y行第x列的像素区域，在第二图像坐标系X2Y2的初始位置的纵坐标为

横坐标为

该y为大于或等于0，且小于F的整数，该x大于或等于0，且小于G的整数。

示例的，若M为2160，N为3840，F为32，G为62，x为0，y为0，则位于该F×G个像素区域中的第0行第0列的像素区域，在第二图像坐标系X2Y2的初始位置的纵坐标为0，横坐标为0。若y为0，x为61，则位于该F×G个像素区域中的第0行第61列的像素区域，在第二图像坐标系X2Y2的初始位置的纵坐标为0，横坐标为

对于四个顶点中的每个顶点，激光投影设备可以根据该顶点的位置偏移量确定出第二投影图像中除该顶点对应的目标像素区域之外的每个像素区域在第二投影图像中相对于该像素区域的初始位置的像素偏移量，由此得到第二投影图像中每个像素区域的像素偏移量。该每个像素区域的偏移方向与该顶点的偏移方向相同，由此得到每个像素区域的第二偏移参数。

其中，除目标像素区域之外的每个像素区域的像素偏移量均小于该位置偏移量，且像素偏移量与间隔距离负相关，该间隔距离为该像素区域与目标像素区域之间的距离。由此确保多个像素区域的像素偏移量沿偏移方向逐渐减小，使得第二投影图像中相邻的像素区域能够平滑过渡，确保了图像的显示效果。

参考图8，该第二偏移参数包括的偏移方向均可以包括平行于像素行方向的第一偏移方向s1和第二偏移方向s2，以及平行于像素列方向的第三偏移方向s3和第四偏移方向s4。在本公开实施例中，若四个顶点包括左上顶点，则确定出的每个像素区域的偏移方向可以包括第一偏移方向s1和第三偏移方向s3。若四个顶点包括右上顶点，则确定出的每个像素区域的偏移方向可以包括第二偏移方向s2和第三偏移方向s3。若四个顶点包括左下顶点，则确定出的每个像素区域的偏移方向可以包括第一偏移方向s1和第四偏移方向s4。若四个顶点包括右下顶点，则确定出的每个像素区域的偏移方向可以包括第二偏移方向s2和第四偏移方向s4。

以下对激光投影设备基于每个像素区域的四个第二偏移参数确定该像素区域的第三偏移参数的过程进行说明：

每个像素区域的第三偏移参数可以包括该像素区域的像素偏移量和偏移方向。对于每个像素区域，对于四个顶点中的左上顶点和左下顶点，激光投影设备可以基于左上顶点确定出该像素区域在第一偏移方向s1上的像素偏移量为a1，并基于左下顶点确定出该像素区域在第一偏移方向s1上的像素偏移量为a2，则激光投影设备可以确定该像素区域在第一偏移方向s1上的像素偏移量为a1+a2。

对于四个顶点中的右上顶点和右下顶点，激光投影设备可以基于右上顶点确定出该像素区域在第二偏移方向s2上的像素偏移量为b1，并基于右下顶点确定出该像素区域在第二偏移方向s2上的像素偏移量为b2，则激光投影设备可以确定该像素区域在第二偏移方向s2上的像素偏移量为b1+b2。

对于四个顶点中的左上顶点和右上顶点，激光投影设备可以基于左上顶点确定出该像素区域在第三偏移方向s3上的像素偏移量为c1，基于右上顶点确定出该像素区域在第三偏移方向s3上的像素偏移量为c2，则激光投影设备可以确定该像素区域在第三偏移方向s3上的像素偏移量为c1+c2。

对于四个顶点中的左下顶点和右下顶点，激光投影设备可以基于左下顶点确定出该像素区域在第四偏移方向s4上的像素偏移量为d1，基于右下顶点确定出该像素区域在第四偏移方向s4上的像素偏移量为d2，则激光投影设备可以确定该像素区域在第四偏移方向s4上的像素偏移量为d1+d2。

由于第一偏移方向s1与第二偏移方向s2相反，因此若(a1+a2)大于(b1+b2)，则激光投影设备可以确定该像素区域的第三偏移参数所包括的像素偏移量为(a1+a2)与(b1+b2)的差值，即(a1+a2)-(b1+b2)，第三偏移参数所包括的偏移方向为第一偏移方向s1。若(a1+a2)小于(b1+b2)，则激光投影设备可以确定该像素区域的第三偏移参数所包括的像素偏移量为(b1+b2)与(a1+a2)的差值，即(b1+b2)-(a1+a2)，第三偏移参数所包括的偏移方向为第二偏移方向s2。若(a1+a2)等于(b1+b2)，则激光投影设备可以确定无需在第一偏移方向s1与第二偏移方向s2上对该像素区域的投影位置进行校正。

由于第三偏移方向s3与第四偏移方向s4相反，因此若(c1+c2)大于(d1+d2)，则激光投影设备可以确定该像素区域的第三偏移参数所包括的像素偏移量为(c1+c2)与(d1+d2)的差值，即(c1+c2)-(d1+d2)，第三偏移参数所包括的偏移方向为第三偏移方向s3。若(c1+c2)小于(d1+d2)，则激光投影设备可以确定该像素区域的第三偏移参数所包括的像素偏移量为(d1+d2)与(c1+c2)的差值，即(d1+d2)-(c1+c2)，第三偏移参数所包括的偏移方向为第四偏移方向s4。若(c1+c2)等于(d1+d2)，则激光投影设备可以确定无需在第三偏移方向s3与第四偏移方向s4上对该像素区域的投影位置进行校正。

参考图9，激光投影设备可以基于该每个像素区域的第三偏移参数(或第二偏移参数)对第二投影图像40中该像素区域的投影位置进行校正，由此使得第二投影图像位于投影屏幕30内。

需要说明的是，本公开实施例提供的投影图像的校正方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行删除。例如，步骤203可以根据情况进行删除。任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本公开的保护范围之内，因此不再赘述。

综上所述，本公开实施例提供了一种投影图像校正方法，该校正方法中激光投影设备可以根据确定的投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。由此使得第二投影图像自动入幕，确保将第二投影图像投射至投影屏幕内，且第二投影图像的边缘与投影屏幕的边缘对齐，从而确保第二投影图像的显示效果较好。并且，在对第二投影图像的显示效果进行校正的过程中，无需用户手动校正，也即是激光投影设备能够自动校正第二投影图像的显示效果，由此简化了用户操作，提高了对第二投影图像的显示效果进行校正的效率，用户体验较好。

本公开实施例提供了一种激光投影设备，如图1所示，该激光投影设备10，用于：

响应于校正指令，将第一投影图像投射至投影屏幕，其中，第一投影图像覆盖投影屏幕的四个顶点。

获取对第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像。

根据拍摄图像的第一图像坐标系与第一投影图像的第二图像坐标系之间的转换关系，以及投影屏幕的四个顶点在第一图像坐标系中的第一位置，确定投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置。

根据投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。

综上所述，本公开实施例提供了一种激光投影设备，该激光投影设备可以根据确定的投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。由此确保将第二投影图像投射至投影屏幕内，从而确保第二投影图像的显示效果较好。

可选的，第一投影图像包括多个特征点，该激光投影设备10，还用于：

在获取对第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像之后，根据多个特征点在第二图像坐标系中的第三位置和多个特征点在第一图像坐标系中的第四位置，确定转换关系。

可选的，该激光投影设备10，用于：

根据多个特征点在第二图像坐标系中的第三位置和多个特征点在第一图像坐标系中的第四位置，确定第二图像坐标系到第一图像坐标系的透视变换矩阵。

基于透视变换矩阵的逆矩阵确定转换关系。

可选的，多个特征点中第三位置为(x，y)的特征点在第一图像坐标系中的第四位置(u，v)满足：

其中，Q为透视变换矩阵，w为线性参数，转换关系为w×Q^-1，Q^-1为透视变换矩阵的逆矩阵。

可选的，逆矩阵Q^-1为3×3的矩阵，且投影屏幕的四个顶点中第一位置为(h，k)的顶点在第二图像坐标系中的第二位置(X，Y)满足：

其中，线性参数w满足：

t_ij为逆矩阵Q^-1中第i行第j列的元素，i和j均为小于或等于3的正整数。

可选的，校正指令为针对激光投影设备的开机指令。

综上所述，本公开实施例提供了一种激光投影设备，该激光投影设备可以根据确定的投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置和第一投影图像的四个顶点在第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。由此确保将第二投影图像投射至投影屏幕内，从而确保第二投影图像的显示效果较好。

在本公开实施例中，如图10所示，该激光投影设备可以包括系统级芯片(systemon chip，SoC)11和显示控制芯片12。该系统级芯片11和显示控制芯片12之间通过通用串行总线(universal serial bus，USB)连接，该显示控制芯片12可以为数字光处理(digitallight processing，DLP)芯片。

该系统级芯片11用于执行上述步骤101至步骤103，以及上述步骤201至步骤204。系统级芯片11用于将确定的投影屏幕的四个顶点在第二图像坐标系中的第二位置发送至显示控制芯片12。该显示控制芯片12用于执行上述步骤104和上述步骤205。

本公开实施例提供了一种激光投影设备，包括：存储器，处理器及存储在该存储器上的计算机程序，该处理器执行该计算机程序时实现如上述方法实施例(例如图1或图2所示的实施例)。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，该指令由处理器加载并执行以实现如上述方法实施例(例如图1或图2所示的实施例)。

本公开实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得该计算机执行如上述方法实施例(例如图1或图2所示的实施例)。

在本公开实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本公开实施例中术语“多个”的含义是指两个或两个以上。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种投影图像的校正方法，其特征在于，所述方法包括：

响应于校正指令，将第一投影图像投射至投影屏幕，其中，所述第一投影图像覆盖所述投影屏幕的四个顶点；

获取对所述第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像；

根据所述拍摄图像的第一图像坐标系与所述第一投影图像的第二图像坐标系之间的转换关系，以及所述投影屏幕的四个顶点在所述第一图像坐标系中的第一位置，确定所述投影屏幕的四个顶点在所述第二图像坐标系中的第二位置；

根据所述投影屏幕的四个顶点在所述第二图像坐标系中的第二位置和所述第一投影图像的四个顶点在所述第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一投影图像包括多个特征点，在所述获取对所述第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像之后，所述方法还包括：

根据所述多个特征点在所述第二图像坐标系中的第三位置和所述多个特征点在所述第一图像坐标系中的第四位置，确定所述转换关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个特征点在所述第二图像坐标系中的第三位置和所述多个特征点在所述第一图像坐标系中的第四位置，确定所述转换关系，包括：

根据所述多个特征点在所述第二图像坐标系中的第三位置和所述多个特征点在所述第一图像坐标系中的第四位置，确定所述第二图像坐标系到所述第一图像坐标系的透视变换矩阵；

基于所述透视变换矩阵的逆矩阵确定所述转换关系。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述多个特征点中第三位置为(x，y)的特征点在所述第一图像坐标系中的第四位置(u，v)满足：

其中，所述Q为所述透视变换矩阵，所述w为线性参数，所述转换关系为w×Q^-1，所述Q^-1为所述透视变换矩阵的逆矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述逆矩阵Q^-1为3×3的矩阵，且所述投影屏幕的四个顶点中第一位置为(h，k)的顶点在所述第二图像坐标系中的第二位置(X，Y)满足：

其中，所述线性参数w满足：

t_ij为所述逆矩阵Q^-1中第i行第j列的元素，所述i和j均为小于或等于3的正整数。

6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述校正指令为针对激光投影设备的开机指令。

7.一种激光投影设备，其特征在于，所述激光投影设备，用于：

响应于校正指令，将第一投影图像投射至投影屏幕，其中，所述第一投影图像覆盖所述投影屏幕的四个顶点；

获取对所述第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像；

根据所述拍摄图像的第一图像坐标系与所述第一投影图像的第二图像坐标系之间的转换关系，以及所述投影屏幕的四个顶点在所述第一图像坐标系中的第一位置，确定所述投影屏幕的四个顶点在所述第二图像坐标系中的第二位置；

根据所述投影屏幕的四个顶点在所述第二图像坐标系中的第二位置和所述第一投影图像的四个顶点在所述第二图像坐标系中的参考位置，对第二投影图像的显示效果进行校正。

8.根据权利要求7所述的激光投影设备，其特征在于，所述第一投影图像包括多个特征点，所述激光投影设备，还用于：

在所述获取对所述第一投影图像进行拍摄得到的拍摄图像之后，根据所述多个特征点在所述第二图像坐标系中的第三位置和所述多个特征点在所述第一图像坐标系中的第四位置，确定所述转换关系。

9.根据权利要求8所述的激光投影设备，其特征在于，所述激光投影设备，用于：

根据所述多个特征点在所述第二图像坐标系中的第三位置和所述多个特征点在所述第一图像坐标系中的第四位置，确定所述第二图像坐标系到所述第一图像坐标系的透视变换矩阵；

基于所述透视变换矩阵的逆矩阵确定所述转换关系。

10.根据权利要求9所述的激光投影设备，其特征在于，所述多个特征点中第三位置为(x，y)的特征点在所述第一图像坐标系中的第四位置(u，v)满足：

其中，所述Q为所述透视变换矩阵，所述w为线性参数，所述转换关系为w×Q^-1，所述Q^-1为所述透视变换矩阵的逆矩阵。

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